發(fā)布時(shí)間：2017-12-14 18:27

  本文關(guān)鍵詞：熱力耦合下的煤田火區(qū)裂隙演化模擬研究

  更多相關(guān)文章： 煤田火區(qū) 熱力耦合 裂隙 熱破壞 離散元

【摘要】：煤巖裂隙是煤田火區(qū)得以持續(xù)發(fā)展的主要供氧通道。煤田火區(qū)覆巖裂隙的變化與火區(qū)的狀態(tài)密切相關(guān),是熱力耦合作用的結(jié)果。研究熱力耦合條件下煤巖裂隙和透氣性的變化規(guī)律不僅有利于促進(jìn)地下煤火發(fā)展過(guò)程的認(rèn)識(shí),還能夠?yàn)槊夯鸬陌l(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)、提高火區(qū)治理措施的針對(duì)性提供一定的理論支撐。本文引入離散元理論,借助PFC2D顆粒流程序,以新疆某煤田火區(qū)為原型,研究了煤巖在溫度應(yīng)力作用下裂隙和滲透率的變化規(guī)律,主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:以實(shí)驗(yàn)室砂巖力學(xué)參數(shù)測(cè)試為基礎(chǔ),根據(jù)細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定準(zhǔn)則,應(yīng)用PFC2D程序進(jìn)行雙軸和巴西劈裂數(shù)值模擬試驗(yàn),獲得了反映火區(qū)巖石實(shí)際力學(xué)特征的數(shù)值模型細(xì)觀參數(shù)。將細(xì)觀參數(shù)帶入構(gòu)建的火區(qū)PFC模型中,得到了火區(qū)發(fā)展前,煤層采動(dòng)造成的覆巖裂隙分布情況,及其各區(qū)域的滲透率初始值。采用DSC-TG儀器,獲得了火區(qū)煤樣熱解過(guò)程中的失重規(guī)律。在上述得到的火區(qū)采動(dòng)模型的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)燃燒層施加不同的溫度,模擬分析了不考慮燃燒層遺煤燒損情況下和考慮燃燒層遺煤燒損情況下,火區(qū)覆巖各區(qū)域裂隙與滲透率的變化。得出以下規(guī)律:在溫度的作用下,火區(qū)覆巖的裂隙與透氣性均會(huì)隨溫度的升高呈上升的變化趨勢(shì);但溫度的變化主要引起覆巖強(qiáng)度的下降,不考慮燃燒層遺煤燒損時(shí),火區(qū)整體透氣性變化相對(duì)較小;在火區(qū)溫度變化過(guò)程中,遺煤的燒損與溫度的共同作用會(huì)使覆巖裂隙與透氣性發(fā)生較大的變化,受到溫度和煤層燒損的影響,煤巖層中主控裂隙變化趨勢(shì)明顯。在遺煤燒損和溫度的共同作用下,覆巖裂隙數(shù)在380℃時(shí)開(kāi)始加速上升,500℃之后上升趨勢(shì)開(kāi)始減緩。除采空區(qū)的透氣性基本不變外,其他區(qū)域覆巖的透氣性均隨裂隙數(shù)量的增加而變大。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TD75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 康健,趙明鵬,梁冰;隨機(jī)固-熱耦合模型與巖石熱破裂數(shù)值試驗(yàn)研究[J];巖土力學(xué);2005年01期

2 陶海冰;謝康和;劉干斌;黃大中;鄧岳保;;考慮溫度耦合效應(yīng)的豎井地基固結(jié)有限元分析[J];巖土力學(xué);2013年S1期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 肖e，

本文編號(hào)：1288924